1.3带电粒子在匀强磁场中的运动课件 (共25张PPT) 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

(课件网) 第一章 安培力与洛伦兹力 人教版（2019）选修 第二册 1.3 带电粒子在匀强磁场中的运动 1.知道带电粒子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场中做匀速圆周运动，能推导匀速圆周运动的半径公式和周期公式，能解释有关的现象，解决有关实际问题。 2.经历实验验证带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动以及其运动半径与磁感应强度的大小和入射速度的大小有关的过程，体会物理理论必须经过实验检验。 3.知道洛伦兹力作用下带电粒子做匀速圆周运动的周期与速度无关，能够联想其可能的应用，能用洛伦兹力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动。 学习目标 问题与思考 思考以下问题： 问题1：带电粒子受到的洛伦兹力大方向怎样？ 问题2：洛伦兹力与带电粒子的运动方向是否处于同一平面内 问题3：带电粒子做什么运动 知识回顾 v v v o 匀速圆周运动条件： （1）物体要受到一个始终与运动方向垂直的向心力 （2）向心力与物体的运动方向在同一平面内 （3）向心力与物体的运动方向垂直，不做功，不改变物体速度的大小。 带电粒子垂直射入匀强磁场做的运动 洛伦兹力的方向始终与运动方向垂直 洛伦兹力对电荷不做功，电荷的速度大小不变，洛伦兹力大小不变 洛伦兹力提供向心力，电荷做匀速圆周运动 重力不计，电荷在磁场中只受洛伦兹力 带电粒子垂直射入匀强磁场做的运动的半径和周期 电荷做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供， 由牛顿第二定律得： 做圆周运动的半径： 结论：粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径与它的质量、速度成正比，与电荷量、磁感应强度成反比 带电粒子垂直射入匀强磁场做的运动的半径和周期 思考以下问题： 问题1：保持磁感应强度不变，改变出射电子的速度，电子束径迹如何变化？ 问题2：保持出射电子的速度不变，改变磁感应强度，电子束径迹如何变化？ 带电粒子垂直射入匀强磁场做的运动的半径和周期 带电粒子垂直射入匀强磁场做的运动的半径和周期 电荷做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由牛顿第二定律得： 做圆周运动的半径： 实验结论：（1）当电子束出射速度V不变，磁感应强度B变大，圆的半径r变小 （2）当磁感应强度B不变，电子束出射速度V变大，半径r变大 典型例题 课堂练习 1. 电子以 1.6×106m/s 的速度沿着与磁场垂直的方向射入 B ＝ 2.0×10-4T 的匀强磁场中。求电子做匀速圆周运动的轨道半径和周期？ 解：电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得： 代入数据解得：r=0.0455m 电子做圆周运动的周期: 代入数据解得：T=1.8×10-7s 课堂练习 2. 如图所示，虚线左侧的匀强磁场磁感应强度为B1，虚线右侧的匀强磁场磁感应强度为B2，且2B1=B2，当不计重力的带电粒子从B1磁场区域运动到B2磁场区域时，粒子的（　　） A．速率将加倍 B．轨迹半径将减半 C．周期将加倍 D．做圆周运动的角速度将减半 B 课堂练习 3. 已知氚核的质量约为质子质量的 3 倍，带正电荷，电荷量为一个元电荷 ；α 粒子即氦原子核，质量约为质子质量的 4 倍，带正电荷，电荷量为 e 的 2 倍。现在质子、氚核和 α 粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。求下列情况中它们运动的半径之比 ： （1）它们的速度大小相等 ； （2）它们由静止经过相同的加速电场加速后进入磁场。 课堂练习 4. 如图所示，a和b是从A点以相同的速度垂直磁场方向射入匀强磁场的两个粒子运动的半圆形轨迹，已知两个粒子带电荷量相同，且 ，不计重力的影响，则由此可知（　　） A．两粒子均带正电，质量之比 B．两粒子均带负电，质量之比 C．两粒子均带正电，质量之比 D．两粒子均带负电，质量之比 B 带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动 （1）两种方法确定圆心 若已知粒 ... ...